《应用
光学与
光学设计基础(第2版)》是一本涵盖应用光学成像基本理论、光度学与色度学基础、典型应用
光学系统以及光学系统像质评价与应用
ZEMAX软件进行光学设计基本方法等丰富内容的核心专业基础性教材与参考书。
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K dFH$l mjWU0Gh%* JNkwEZhHyg 平装:593页
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D[_| *9BC SVv;q?jZ 目录
Qtbbb3m; 第一篇几何光学的基本概念与成像理论
HPb]Zj 第1章几何光学基本定律与成像基本概念
SfJ./ny 1.1几何光学的基本概念
~_Lr=C D;4 1.1.1光波
Nluv/?< 1.1.2光源(发光体,发光点)
@y82L8G/ 1.1.3波面
aYuD>rD 1.1.4光线
zX0mdx<|< 1.1.5光束
4'-|UPhx 1.2光的传播规律——几何光学的基本定律
Si_%Rr&jW 1.2.1光的直线传播定律
x9x E& 1.2.2光的独立传播定律
4m*M,# mV 1.2.3反射定律与折射定律
d?:=PH 1.2.4折射率
,WvY$_#xW% 1.2.5反射光与折射光的能量分布
:um|nRwy9 1.2.6全反射(完全内反射)及其应用
;9~6_@,@o 1.2.7光路的可逆原理
U Z|HJ8_ 1.2.8光线在折射率连续变化的非均匀介质中的传播规律
oS7(s 1.3费马原理
9lGOWRxR) 1.4马吕斯定律
\MjJ9u `8 1.5光学系统及成像的基本概念
1Wm)rXW[x 1.5.1光学系统的基本概念
AJSx%?h:6 1.5.2成像的基本概念
y`$Q\}fS 习题1
,Z{d.[$ 思考题1
INkD=tX 第2章共轴球面系统的成像理论
x_c7R;C 2.1子午面内实际光线经共轴球面系统折射的光路计算公式
94 e):
jS 2.1.1符号规则
TQ`Rk;0R 2.1.2实际光线经(单折射)球面折射的光路计算公式
VxY+h`4# 2.1.3实际光线经共轴球面系统的光路计算公式
G7)Fk%> 2.1.4轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析
/v/C<] 2.2单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律
Ya;9]k8, 2.2.1单个折射球面的近轴光路计算公式
u1z 2.2.2单折射球面的近轴成像规律
8me ]JRw 2.3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算
[Z~ 2 2.3.1共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组
txcf=)@>V 2.3.2共轴球面系统近轴像面位置的计算
HAv{R!* 2.3.3共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算
$2M#qkik- 2.4球面反射镜的成像规律
-s|}Rh?Y 2.4.1球面反射镜的物像位置关系式
)u/H>;L P 2.4.2球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式
u`olW%C/T 2.4.3球面反射镜的应用
- !>}_AH 习题2
4<cz--g 思考题2
Q}!mx7b0] 第3章理想光学系统的成像理论
?W0)nQU 3.1理想光学系统与“共线成像”的基本概念
&BtK($ 3.2共轴理想光学系统的基点、基面与焦距
^{xeij/ 3.2.1主面和主点
!!4Qj 3.2.2焦点和焦面
Kh4$ wwn 3.2.3焦距
(`6T&>(4 3.2.4节点、节面
X^\>:< 3.3理想光学系统物像间的解析关系
zfc3)7 3.3.1决定光学系统物像共轭点位置的基本公式
u~3%bJ] 3.3.2理想光学系统拉一赫不变式与系统物方、像方的焦距比
z81esXl 3.3.3理想光学系统的诸放大率及其相互关系
{q<03d~9|G 3.3.4光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度
A8q;q 2 3.4理想光学系统的图解求像方法
m85WA
#
` 3.4.1 光线描迹图解法
B%KG3] 3.4.2直角坐标图解法
QT9n,lX 3.5理想光学系统的物像关系特性曲线
Dk+&X-]6x5 3.5.1物像位置共轭特性曲线
kl"+YF5/ 3.5.2放大率特性曲线
Qb!PRCHQ 3.6光学系统的基本类型
DhX#E& 3.6.1焦距f和f′具有相反符号的系统——第一型系统
ALEnI@0 3.6.2焦距f和f′具有相同符号的系统——第二型系统
Ov#=]t5 3.7理想光学系统的组合
fZxIY, 3.8透镜
iA0q_( \X 3.8.1单折射球面的基点、基面位置与焦距
,R$u?c0>'& 3.8.2透镜(厚
透镜)的基点位置与焦距计算公式
@"Z7nJX 3.8.3薄透镜与薄透镜组
7T"XPV|W6 3.9理想光学系统共轴多光组复合的实用方法
h Xb%;GL 3.9.1正切计算法
n!')wIk 3.9.2截距计算法
}U
SC1J 3.10实际光学系统基点位置和焦距的计算
^/5XZ} * 3.10.1求像方基点位置与焦距——正向光路计算
N`E-+9L) 3.10.2求物方基点位置与焦距——反向光路计算
$''9K 习题3
!r`, =jK" 思考题3
ifo7%XPcg 第4章矩阵方法在近轴光学中的应用
50
A^bbid 4.1共轴球面系统的作用矩阵
l ^d[EL+ 4.1.1折射矩阵
]r3Kg12Mi 4.1.2传递矩阵
O:{U^K:* 4.1.3共轴球面系统的作用矩阵
(mtoA#X1:h 4.2共轴球面系统的物像关系矩阵
>6oOZbUY0 4.3矩阵方法在薄透镜系统中的应用
p-%|P]& 习题4
6G}+gqbX 第5章平面元件与棱镜系统
$!5\E>y# 5.1平面折射与平行平板玻璃的成像性质
W5^.-B,(K 5.1.1光线经过平面的折射
i/b'4o=8 5.1.2光线经平行平板玻璃的折射
y7S4d~& 5.1.3平行平板玻璃的“等效空气层”概念
d*oUfiW 5.2折射棱镜
,-+"^> 5.3楔镜
hk/!
'd 5.4平面反射镜与平面镜系统
Dfd-^N!
5.4.1平面镜的成像特性
k'$!(*]\b 5.4.2平面镜的旋转效应
Qu<Bu)` 5.4.3两面角镜的成像特性
*cTO7$\[ 5.5反射棱镜
D0mI09=GtQ 5.5.1反射棱镜的基本概念
-dv%H{ 5.5.2反射棱镜的视场角
Y%|@R3[Nk 5.5.3平面反射系统的转像规律分析
@\w,otT 5.5.4反射棱镜的展开及其理论结构尺寸的计算
_SACqamo5s 5.5.5棱镜的偏差
|!q$_at 5.6光学铰链
]I/Vb s 5.7矢量分析计算方法在平面镜系中的应用
/%4_-C pm 5.7.1矢量形式的反射定律
KluA 5.7.2矢量形式的折射定律
| 3+m%;X 5.7.3矢量绕定轴转动公式
YF:2>w< 5.8平面反射系统中物像关系的矩阵表示方法
aZKOY 习题5
8F)G7
H, 第6章眼睛与典型目视光学系统的工作原理
tRw@U4=y 6.1 眼睛
`.#@@5e 6.1.1眼睛的构造和主要光学常数
qzFQEepso 6.1.2模型眼与简化眼
Omi^>c4G 6.1.3眼睛的主要特性
aS|wpm)K>8 6.2放大镜和显微镜系统的工作原理
7ZUiY 6.2.1放大镜的工作原理
m,')&{Rd 6.2.2显微镜的工作原理
CzV(cSS9- 6.3 望远系统的工作原理
[!^-J}^g~\ 6.3.1望远系统的工作原理与主要性质
>)_ojDO 6.3.2望远系统的视角放大率
0)Rw|(Fpo] 6.3.3望远(镜)系统的基本类型
l7JY]?p 6.4 目视光学仪器的视度调节
.+y>8h3{ 6.5 理想光学系统的分辨率
i#X!#vyc 习题6
\Hqc9&0 第7章光学系统中光束的限制
7ou46v|m5 7.1实际光学系统中的光阑及其作用
bXYA5wG 7.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
E3a_8@ZB7 7.3视场光阑、窗以及渐晕的概念
.bf<<+'o 7.3.1视场光阑、入射窗和出射窗
8u2+tB 7.3.2渐晕
I8H%=Kb?9 7.4光阑设置的原则和几种典型系统光束限制的分析
2JmZ{ 7.4.1光阑设置的原则
z"DkFvA 7.4.2几种典型光学系统的光阑设置与光束限制
)a=/8ofe 7.5远心光路(焦阑光路)(米)
k:A|'NK~ 7.5.1物方远心光路
xx*2?i 7.5.2像方远心光路
BO.dz06(Rw 7.6场镜
_SZ5P>GIU 7.7物空间在平面上成像的清晰深度——光学系统的景深
Ni*Wz*o 7.7.1照相物镜的成像空间深度
(1pEEq84 7.7.2望远系统的成像空间深度
jnuY{0(& 习题7
5/m$)wE 第二篇光度学与色度学基础
g^kx(p<u` 第8章光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算
OlxX.wP 8.1光能与光度学的基本概念
-Uo?WXP]B' 8.1.1立体角的概念与计算
N0n^L|(R 8.1.2辐(射能)通量、光谱光视效率(视见函数)与光通量
\'19BAm' 8.1.3发光强度
*.f2VQ~H 8.1.4(光)照度
5;)*T6Y 8.1.5光出射度
LT+3q%W.UC 8.1.6(光)亮度
G>T')A 8.1.7光度学各主要光度量名称、单位及其换算关系
tPHS98y 8.2光学系统中光通量与光亮度的传递
b'x$2K;E 8.2.1光束在均匀透明的同种介质中的传播
$e\N+~KNCy 8.2.2光束在介质分界面折射、反射后,光亮度的变化规律
F5gObIJtuY 8.3光学系统中光能损失的计算
q}L+/+b 8.3.1光学系统中光能损失的分析与计算
AyE\fY5 8.3.2光学系统透过率的计算
c\cZ]RZ 8.4像平面的照度
v4*rPGv 8.4.1轴上像点照度公式
3Rl,GWK 8.4.2轴外像点的照度公式
q]4pEip 8.5眼睛直接观察与通过仪器观察时像的主观亮度
myQ&%M
gx 8.5.1眼睛直接观察物体时像的主观亮度
eIPG#A 8.5.2通过仪器观察时像的主观亮度
V7=SV:+1or 习题8
$%c{06Oq( 第9章色度学基础
ul5|.C 9.1颜色视觉与色度学的基本概念
m.%`4L^`T 9.1.1人眼的颜色视觉特性
Uhh
l3%p 9.1.2颜色的分类与彩色的三特性
,[48Mspp 9.1.3颜色的混合与匹配
#Gv{UU$] 9.2标准色度系统与色度计算
(N~$x 9.2.1CIE1931-RGB色度系统
L x|',6S 9.2.2CIE1931标准色度系统
'bW5Fr>W 9.2.3CIE1964补充标准色度系统
j kn^Z": 9.2.4均匀色品图及均匀颜色空间
FT\?:wpKa 9.2.5CIE标准施照体与标准
光源 y@vj;3: 9.2.6CIE色度计算举例
&hZwZgV+3 第三篇典型应用光学系统
)JgC$ < 第10章
望远镜与望远系统外形尺寸计算
]j.k?P$U} 10.1望远镜中的转像系统
&m{'nRU}c 10.1.1棱镜转像系统
z
YDK $ 10.1.2透镜转像系统
rjojG59U> 10.2望远镜的变倍——可变放大率的望远镜
V+B71\x< 10.2.1间断变倍望远系统
b^V'BC3 10.2.2连续变倍望远系统
#ch 10.3望远系统的调焦方式内调焦望远镜
Wr|G:(kw\! 10.3.1外调焦系统
J?712=9 10.3.2内调焦系统——内调焦望远镜
A| x:UQlu 10.4光学测距原理与系统
18!VO4u\I 10.4.1单眼(合像)测距仪
mVH,HqsXa 10.4.2双眼体视测距仪
D$Kea
10.5望远(镜)系统的光学性能与主要技术要求
o$_93<zc 10.5.1分辨率α
<O857j 10.5.2视放大率г
c{88m/;eP 10.5.3视场角2ω
P2k7M(I_& 10.5.4出瞳直径D′
L`K;IV%; 10.5.5出瞳距离lZ′
*{/@uO 10.6望远系统的物镜和目镜
we]>(| 10.6.1望远物镜的光学特性和类型
E8[XG2ye 10.6.2望远系统目镜的特点及常用类型
tEhr 10.7望远系统的外形尺寸计算
x*8O*!ZZ 10.7.1光学系统外形尺寸计算的主要任务与内容
Cv TwBJy1 10.7.2望远系统的外形尺寸计算举例
.|]IwyD
& 10.8 光学天文望远镜的发展与LAMOST的创新
zNtq"T [ 10.8.1光学天文望远镜的简要发展历程
hLuJWjCV 10.8.2大天区面积多目标
光纤光谱天文望远镜(LAMOST)
(r F?If 第11章显微镜
emWGIo 11.1概述
!EFBI+?& 11.2显微镜光学系统的基本组成与光学连接尺寸
M9"Sgb`g 11.2.1显微镜光学系统的基本组成
;L6Xs_L~ 11.2.2显微镜的光学连接尺寸
kojG-M 11.3显微镜的光学特性与主要光学性能指标
E$S`6+x`:a 11.3.1显微镜的光束限制结构特点
6v47 QW|' 11.3.2显微镜的视场光阑和视场
ePA;:8)_j 11.3.3显微镜的分辨率
G=$}5; t 11.3.4显微镜的放大倍率及适用放大倍率
YOw?'+8 11.3.5显微镜的成像深度(景深)
%x2b0L\g 11.4显微镜的物镜和目镜
{e9Y
!oFg 11.4.1显微物镜
`jW4H$D 11.4.2显微目镜
HF4Lqh'oco 11.5显微镜的
照明系统(米)
7*'@qjTos 11.5.1对照明系统的要求
nPf'ee 11.5.2主要的照明方式与照明系统
fv==Gu%{ 第12章照相与投影系统
~%P3Pp 12.1照相机的工作原理
zD_HyGf 12.2照相物镜的主要性能与基本类型
iG-N 12.2.1照相物镜的主要性能
SfDQ;1? 12.2.2照相物镜的基本类型
OOLe[P3J3 12.2.3变焦距照相物镜(*)
5bfb!7-[i 12.3 照相机的分类和基本结构
nEVbfNo0 12.3.1照相机的分类
84Zgo=P} 12.3.2传统胶片式单反照相机的基本结构
M:|/ijpN 12.3.3数码照相机的原理、主要性能
参数及特点
)F
E8D 12.4放映投影系统的工作原理及其类别
[$:@X V( 12.5投影系统与投影物镜的主要光学性能参数
H-a^BZ&iU 12.6微显示投影机(★)
K -E`y 第13章纤维光学与光纤传像系统
CKC0{J8g
13.1阶跃光纤的传光机理与主要性能参数
q)oN2- 13.1.1阶跃光纤中光波传播规律分析——表面波机理
eBvW#Hzp 13.1.2光在阶跃直圆柱光纤中的传播规律及主要性能参数
5B|,S1b 13.2阶跃多模光纤与单模光纤
EIK*49b2 13.2.1阶跃多模光纤传输的模式与归一化波导常数V
xMsGs 13.2.2单模光纤
(6-y+LG 13.3渐变折射率光纤的传光机理与自聚焦透镜的成像特性
Z:^3Fm->+ 13.3.1非均匀介质中的光线理论——程函方程与光线微分方程
A\g% 13.3.2平方律分布的自聚焦光纤中的光线传播轨迹与规律分析
Bm<^rhJ9 13.3.3自聚焦透镜的成像规律——近轴成像
R-C5*$ 13.4无源光纤传像原理、器件与系统
bX&e_Pd 13.4.1光纤传像束的传像机理与主要性能指标
uN(b.5y 13.4.2光纤传像系统(光纤望远系统,光纤内窥镜)
|D(&w+( 第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX
J";=d4Sd 软件进行光学设计的基本方法
O\JD, w 第14章光学系统的像质评价
m+7`\|`jQ 14.1用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法
T^NJ4L4# 14.1.1轴上点的光束结构与像差
9<Ag1l 14.1.2轴外点的子午与弧矢光束结构与像差表示
MA"#rOcP 14.1.3垂轴几何像差
qOgtGN}k 14.2几何点列图的像质评价方法
kYtHX~@ 14.3光学系统成像质量的波像差表示与瑞利判据
\bRy(Z) 14.4基于点扩散函数的空域像质评价方法(中心点亮度)与斯特列尔准则
"cQvd(kug 14.5光学传递函数评价像质的基本概念
z+Z%H#9e 14.6典型光学系统成像质量评价与指标
,5:![ 14.6.1望远镜与显微镜成像质量评价
MC6)=0:KX 14.6.2照相系统与摄影物镜像质评价
/x
O{
.dr 14.7ZEMAX中的像质评价方法
^\{J5 第15章应用ZEMAX的光学自动设计原理与方法
8E
9{
Gf 15.1光学自动设计基本概念
#~*XDWvIS~ 15.1.1光学自动设计基本原理
1W0.Ufl) 15.1.2阻尼最小二乘法
} bCK 15.1.3评价函数的构成与权因子
h,.fM}=H 15.2ZEMAX评价函数
Z !Z,M' " 15.2.1ZEMAX评价函数的构建
zM\IKo_" 15.2.2ZEMAX评价函数中的操作符
<L2GUX36# 15.2.3默认评价函数
5Abz5-^KH 15.3常用几何像差控制在评价函数中的实现
D2Vv\f 15.3.1ZEMAX中内建几何像差控制符与特点
q
/:T1a7! 15.3.2评价函数中常用独立几何像差复合控制操作符的构建
]p\u$VY9 15.4利用ZEMAX像质优化与设计举例
kMqD
iJ 15.4.1消色差双胶合望远镜物镜设计
qkiJH T 15.4.2光路中有棱镜的望远物镜设计
oL)lyUVT 15.4.3显微物镜设计
)*Vj3Jx 15.4.4目镜设计
p&QmIX]BZ 15.4.5变焦物镜设计
+`9yZOaC# 参考文献